Laakerin tarkkuuden, sen valmistustoleranssien ja ratojen ja pallojen välisen sisäisen välyksen tai 'pelin' välillä on jonkin verran sekaannusta. Täällä Wu Shizheng, pienten ja pienikokoisten laakereiden asiantuntija JITO Bearingsin toimitusjohtaja, valottaa, miksi tämä myytti jatkuu ja mihin insinöörien tulisi varoa.
Toisen maailmansodan aikana eräs Skotlannin ammustehdas, vähän tunnettu mies nimeltä Stanley Parker kehitti käsityksen todellisesta asemasta, tai mitä tunnemme tänään nimellä Geometric Dimensioning & Tolerancing (GD&T). Parker huomasi, että vaikka jotkut torpedoille valmistetuista toiminnallisista osista hylättiin tarkastuksen jälkeen, ne lähetettiin edelleen tuotantoon.
Tarkemmin tarkasteltuaan hän huomasi, että syy oli toleranssimittaus. Perinteiset XY-koordinaattitoleranssit loivat neliön toleranssivyöhykkeen, joka poisti osan, vaikka se oli piste neliön kulmien välisessä kaarevassa pyöreässä tilassa. Hän jatkoi julkaisuaan havainnot siitä, kuinka todellinen asema määritetään, kirjassa nimeltä Piirrokset ja mitat.
* Sisäinen puhdistuma
Nykyään tämä ymmärrys auttaa meitä kehittämään laakereita, joilla on jonkin verran leikkiä tai löysyyttä, joka tunnetaan myös nimellä sisäinen välys tai tarkemmin sanoen säde- ja aksiaalivälys. Radiaalivälys on etäisyys, joka on mitattu kohtisuoraan laakerin akseliin nähden, ja aksiaalinen välys on mitattu välys, joka on mitattu yhdensuuntaisesti laakerin akselin kanssa.
Tämä välys on suunniteltu laakeriin alusta alkaen, jotta laakeri pystyy tukemaan kuormia erilaisissa olosuhteissa, ottaen huomioon tekijät, kuten lämpötilan paisuminen ja miten sisemmän ja ulkorenkaan välinen sovitus vaikuttaa laakerin käyttöikään.
Erityisesti välys voi vaikuttaa meluun, tärinään, lämpöjännitykseen, taipumiseen, kuormituksen jakautumiseen ja väsymisikään. Suurempi radiaalivälys on toivottavaa tilanteissa, joissa sisärenkaan tai akselin odotetaan kuumenevan ja laajenevan käytön aikana verrattuna ulkokehään tai koteloon. Tässä tilanteessa laakerin välys vähenee. Toisaalta toisto lisääntyy, jos ulompi rengas laajenee enemmän kuin sisempi rengas.
Suurempi aksiaalivälys on toivottavaa järjestelmissä, joissa akselin ja kotelon välillä on väärä suuntaus, koska väärä suuntaus voi aiheuttaa pienen sisäisen välyksen omaavan laakerin vikaantumisen nopeasti. Suurempi välys voi myös sallia laakerin selviytyä hiukan suuremmista työntövoimista, kun se lisää kosketuskulmaa.
* Asennukset
On tärkeää, että insinöörit löytävät oikean sisäisen välyksen tasapainossa laakereissa. Liian tiukka laakeri ja riittämätön väli tuottaa ylimääräistä lämpöä ja kitkaa, mikä saa pallot liukastumaan ajoradalle ja nopeuttamaan kulumista. Samoin liian suuri välys lisää melua ja tärinää ja vähentää pyörimistarkkuutta.
Puhdistusta voidaan hallita käyttämällä erilaisia istuvuuksia. Suunnittelusovellukset tarkoittavat kahden liitososan välistä välystä. Tätä kuvataan yleensä akselina reiässä ja se edustaa akselin ja sisärenkaan sekä ulkorenkaan ja kotelon välisen kireyden tai löysyyden astetta. Se ilmenee yleensä löysänä, vapaasti istuvana tai tiukana häiriöliitoksena.
Sisärenkaan ja akselin välinen tiukka sovitus on tärkeää, jotta se pysyy paikallaan ja estää ei-toivottu ryömiminen tai liukastuminen, joka voi tuottaa lämpöä ja tärinää ja aiheuttaa hajoamista.
Häiriösovitus vähentää kuitenkin kuulalaakerien tilaa, kun se laajentaa sisärengasta. Samanlainen tiukka sovitus kotelon ja ulkorenkaan välillä laakerisessa, jolla on pieni radiaalivälys, puristaa ulkorenkaan ja vähentää välystä entisestään. Tämä johtaa negatiiviseen sisäiseen välykseen - tekee akselista tehokkaammin reikää suuremman - ja johtaa liialliseen kitkaan ja varhaiseen vikaantumiseen.
Tavoitteena on olla nolla toimintavälejä, kun laakeri käy normaaleissa olosuhteissa. Tämän saavuttamiseksi tarvittava alkusäteisvälys voi kuitenkin aiheuttaa pallojen liukumisen tai liukumisen ongelmia, mikä vähentää jäykkyyttä ja pyörimistarkkuutta. Tämä alkuperäinen säteittäinen toisto voidaan poistaa esilataamalla. Esikuormitus on tapa asettaa pysyvä aksiaalinen kuorma laakeriin sen asennuksen jälkeen käyttämällä aluslevyjä tai jousia, jotka on asennettu sisä- tai ulkokehää vasten.
Insinöörien on otettava huomioon myös se, että ohuemman laakerin välystä on helpompi vähentää, koska renkaat ovat ohuempia ja helpompia muodonmuutoksia. Pienten ja pienikokoisten laakereiden valmistajana JITO Bearings neuvoo asiakkaitaan, että akselista koteloon -asennuksiin on kiinnitettävä enemmän huomiota. Akselin ja kotelon pyöreys on tärkeämpää myös ohutlaakereissa, koska pyöreä akseli vääristää ohuita renkaita ja lisää melua, tärinää ja vääntömomenttia.
* Toleranssit
Väärinkäsitys säteittäisen ja aksiaalisen pelin roolista on saanut monet sekoittamaan pelin ja tarkkuuden välisen suhteen, erityisesti tarkkuuden, joka johtuu paremmista valmistustoleransseista.
Jotkut ihmiset ajattelevat, että tarkalla laakerilla ei pitäisi olla melkein mitään välystä ja että sen tulisi pyöriä hyvin tarkasti. Heille löysä säteittäinen leikki tuntuu epätarkemmalta ja antaa vaikutelman heikkolaatuisesta, vaikka se voi olla erittäin tarkka laakeri, joka on tarkoituksellisesti suunniteltu löysällä pelillä. Olemme esimerkiksi aiemmin kysyneet joiltakin asiakkailtamme, miksi he haluavat tarkempaa laakeria, ja he ovat kertoneet haluavansa "vähentää välystä".
On kuitenkin totta, että suvaitsevaisuus parantaa tarkkuutta. Pian massatuotannon alkamisen jälkeen insinöörit tajusivat, että ei ole käytännöllistä eikä taloudellista, jos se on edes mahdollista, valmistaa kahta täysin samanlaista tuotetta. Vaikka kaikki valmistusmuuttujat pidetään samoina, yksikön ja seuraavan yksikön välillä on aina pieniä eroja.
Nykyään tämä on tullut edustamaan sallittua tai hyväksyttävää suvaitsevaisuutta. Kuulalaakereiden toleranssiluokitukset, jotka tunnetaan nimellä ISO (metrinen) tai ABEC (tuuma), säätävät sallittua poikkeamaa ja peittävät mittaukset, mukaan lukien sisä- ja ulkokehän koko sekä renkaiden ja ratojen pyöreys. Mitä korkeampi luokka ja mitä tiukempi toleranssi on, sitä tarkempi laakeri on, kun se on koottu.
Kun insinöörit löytävät oikean tasapainon sovituksen sekä säteen ja akselin välisen käytön välillä käytön aikana, he voivat saavuttaa ihanteellisen nollavälin ja varmistaa matalan melun ja tarkan pyörimisen. Tällöin voimme poistaa tarkkuuden ja pelin välisen sekaannuksen ja samalla tavalla kuin Stanley Parker mullisti teollisen mittauksen, muuttaa pohjimmiltaan tapaa, jolla suhtaudumme laakereihin.
Lähetysaika: Maaliskuu 04-2021